CN102162549B - 磁耦阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及流体管路系统中使用的一种磁耦阀，它具有阀体，阀体内设计有进、出水道，进、出水道之间设计有过渡水腔，过渡水腔外配有阀盖，其特征是：所述阀盖为整板式密封压盖，在其中心处内侧开设有盲孔，外侧设计有圆柱凸台；在过渡水腔中正对进水道的内口布置有启闭件，启闭件上设有凸台，凸台上开设有螺纹盲孔，并且为启闭件配设有轴向导向结构；在启闭件与阀盖之间装有一螺杆，且在螺杆上靠近阀盖固定装有一内磁耦体，在阀盖外部配有外磁耦体旋钮，本发明彻底解决了现有各式阀门密封泄露，使用寿命短的问题，且具有流量调节功能，广泛用于工业生产、日常生活中的各种水、气等流体管道系统中。
Description
（一）技术领域：本发明涉及管路附件阀门的改进技术，是一种可调节流量的磁耦阀。
（二）背景技术：阀门在国民经济中无所不有，它与生产、建设、国防和人民生活都有着密切关系。比如在石油、天然气、煤炭、矿山的开采、提炼和输送；化工、医药、轻工、造纸、食品的加工；水电、火电、核电的电力系统；农业灌溉；冶金系统；城市生活和工业企业的给排水，供热、供气、排污系统；船舶、车辆、航天、国防系统；各种运动机械的流体系统等等均离不开阀门产品。
阀门作为一种管路附件安装在各种管路系统中，主要用来控制流体的压力、流量和方向，比如截断、调节、止回、分流、安全、减压等。实际上由于流体的压力、温度、流量及化学物理性质不同，对流体系统控制要求和使用要求也不同。正是由于管路及流体的特殊性，也决定了阀门的复杂性，所以阀门的种类和数量之大是任何一种机械产品无法比拟的。
目前阀门种类十分繁多，国内外最常用的分类方法是按工作原理、作用、按结构不同来划分。即将阀门分为：闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、旋塞阀、隔膜阀、安全阀、疏水阀、节流阀、减压阀和调节阀。在此基础上，每种阀门又因连接方式、压力、温度、口径、介质、驱动方式等参数的不同而派生出不同的结构。
当前，通用阀门的启闭一般采用手轮转动带动阀杆旋转或滑动来完成，旋转升降或滑动的阀杆和不动的阀盖之间用填塞料来解决动密封，在一定的时间内恒定压力下可以减少泄露，使用一段时间，或者介质压力发生异常，就会出现泄漏（外漏），常因此发生工业事故及人身伤害，造成巨大的经济损失。在其工作原理中，阀杆是核心工作部件并且无法代替，从而决定了阀盖与阀杆之间必须采用动密封形式。正是此种结构形式，无法彻底解决动密封泄漏问题，因而“跑、冒、滴、漏”成为一大工业难题，造成巨大资源、人力浪费。
为了有效解决普通阀门的泄漏问题，申请人率先提出了磁浮式智能阀，并刚刚申请了国家专利，这种磁浮式智能阀彻底解决了阀门的泄漏问题，大大提高了阀门的使用寿命，并且有延时功能，但只有截止功能，不能调节流量，适用范围受到了限制。
（三）发明内容：本发明的目的就是要解决普通阀门使用寿命短，容易发生泄漏，而最新的磁浮式智能阀，不能调节流量，适用范围小的问题，提供一种结构简单，使用寿命长，密封性能极好，可调节流量的磁耦阀。
本发明的具体方案是：设计有阀体，阀体内设计有进、出水道，进、出水道之间设计有过渡水腔，过渡水腔面对进水道内口的一侧设计为敞口，该敞口配有阀盖，其特征是：所述阀盖为整板式密封压盖，在其中心处内侧开设有盲孔，外侧设计有圆柱凸台；在过渡水腔中正对进水道的内口布置有启闭件，在启闭件中部面对阀盖的一侧设有凸台，凸台上开设有螺纹盲孔，并且为启闭件配设有轴向导向结构；在启闭件与阀盖之间装有一螺杆，螺杆的一端为光杆装在阀盖的盲孔中，螺杆的另一端与启闭件凸台上的螺纹盲孔螺纹连接，且在螺杆上靠近阀盖固定装有一内磁耦体，在阀盖外部配有外磁耦体旋钮，该旋钮的内侧中心处开设有凹孔，该凹孔与阀盖上的圆柱凸台动配合连接。
本发明中所述内磁耦体，具有一个非铁质基盘，在基盘的外部套装有一个磁环，或者是在基盘上环形布置有若干孔，每个孔内装有磁柱。本发明中的内磁耦体还可以采用单一的磁盘结构。
本发明中所述外磁耦体旋钮，具有一个非铁质旋钮体，在旋钮体内侧嵌装有一个磁环，或者是在旋钮体内侧环形布置有若干孔，每个孔内安装有磁柱；所述外磁耦体旋钮中的磁环或磁柱与内磁耦体中的磁环或磁柱，它们的磁极同向布置。
本发明中所述为启闭件配设的轴向导向结构，本申请仅提供三种典型结构。
结构一：是在阀体的过渡腔中设计轴向滑槽，在启闭件上对应滑槽设计有滑块，滑块与滑槽配合形成轴向导向结构。
结构二：是在启闭件上靠边缘处开设至少一个轴向导向孔或导向槽，而在阀体的过渡腔中对应导向孔或导向槽设置导向柱形成轴向导向结构。
结构三：是将启闭件上的凸台设计为多边形立柱，而在阀体的过渡腔中与启闭件平行布置有导向板，导向板上正对凸台设计有导向孔，导向孔与凸台的截面形状相同，且凸台穿装在导向孔中动配合连接，构成轴向导向结构。
当然导向结构还可以是其它各种结构形式，这里不能一一罗列，但都应在本发明保护范围之内。
为了确保密封效果，降低加工精度成本，本发明中在启闭件的密封端面上布置有密封圈或密封垫，或在进水道内口布置有密封圈。并且在阀盖与阀体之间加装有密封圈。
本发明的工作原理是：采用磁力耦合原理，将螺杆（即阀杆）安装在阀体内部，外磁耦体旋钮中的N(S)磁极与阀盖内的内磁耦体S(N)磁极相对，两极之间设有密封阀盖，存在空间间隙，当外磁耦体旋钮轴向转动时，内磁耦体受吸引磁力驱动，随外磁耦体旋钮同角度转动。螺杆固定在内磁耦体上，螺杆随内磁耦体转动，同时螺杆驱动启闭件上下运动，实现封闭和开启进水口动作，通过外磁耦体旋钮的转动调节启闭，利用磁力线在阀体外部控制螺杆及启闭件开启动作。阀体外的永磁体旋转动作驱动阀体内螺杆旋转动作，螺杆在动作过程中开启阀体启闭件的先导孔，利用介质压力推动阀门的启闭件动作。
本发明由于启闭机构封闭在阀体内部，取消了原来的动密封（填料），所以从根本上杜绝了阀门的外漏发生。外部磁力装置与内部启闭件无直接机械联接，故该装置可于操作完毕后取下旋钮带走。独特的技术结构，使本发明阀门具备了零外漏、防盗、自锁等功能。
本发明利用永磁体的磁力耦合作用在全封闭阀体外驱动螺杆控制启闭件顺压关闭，无任何动密封件，无易损件，此种传动方式从根本上解决了密封问题，从而对材料、工艺要求和加工精度等均有很大的降低，节约了大量的资源。经过反复试验，本发明的磁耦阀机械寿命高达80万次以上，自然寿命达到十年以上，是一般传统普通各种阀体10倍以上的使用寿命。所以可降低阀门在更换时所造成的资源和人力、物力的极大浪费，同时，它完全是一种新一代节能环保产品，可产生节约水资源、燃气资源，降低空气碳排放，在使用寿命、安全可靠性、节能减排，降漏减污等技术指标上与传统产品有着巨大的优势，在新一代节能减排产品中起着巨大的社会效益和经济效益。
本发明具有以下优点：
1、取消了阀杆填料、填料函，结构简单，安装调整方便；
2、降低了加工精度及生产成本，便于通用化生产；
3、解决了外漏；
4、采用磁力耦合技术，阀门启闭件全密封，无接触、无摩擦、无润滑，使用寿命长；
5、安装简便，免维护；
6、扭力限力保护，减小阀门动密封件机械损伤，延长使用寿命；
7、具有安全保护，阀开关保护防盗等功能。
(四）附图说明：
图1是本发明结构之一的主剖视图；
图2是本发明内磁耦体采用多个磁柱结构的示意图；
图3是图1的A-A局部放大视图；
图4是本发明结构之二的主剖视图；
图5是本发明结构之三的主剖视图；
图6是图5的B-B局部视图。
图中：1-阀体，2-阀盖，3-密封圈，4-旋钮体，5-凹孔，6-圆柱凸台，7-螺杆，8-磁环，9-基盘，10-磁环，11-螺纹盲孔，12-凸台，13-启闭件，14-出水道，15-密封圈，16-进水道，17-过渡水腔，18-滑块，19-滑槽，20-大直径基盘，21-磁柱，22-导向孔，23-导向柱，24-导向板，25-密封垫，26-导向孔。
（五）具体实施方式：
例1：参见图1，本发明的结构之一具有阀体1，阀体1内设计有进、出水道16和14，进、出水道16和14之间设计有过渡水腔17，过渡水腔17面对进水道16内口的一侧设计为敞口，配有阀盖2，其特征是：所述阀盖2为整板式密封压盖，在其中心处内侧开设有盲孔，外侧设计有圆柱凸台6；在过渡水腔17中正对进水道16的内口布置有启闭件13，在启闭件13中部面对阀盖的一侧设有凸台12，凸台12上开设有螺纹盲孔11，并且为启闭件13配设有轴向导向结构；在启闭件13与阀盖2之间装有一螺杆7，螺杆7的一端为光杆装在阀盖2的盲孔中，螺杆7的另一端与启闭件凸台12上的螺纹盲孔11螺纹连接，且在螺杆7上靠近阀盖2固定装有一内磁耦体，在阀盖2外部配有外磁耦体旋钮，该旋钮的内侧中心处开设有凹孔5，该凹孔5与阀盖2上的圆柱凸台6动配合连接。
本实施例中所述内磁耦体，具有一个铝合金（或铜质或不锈钢等非铁质）基盘9，在基盘9的外部套装有一个磁环10。内磁耦体还可以这样制作，取一非铁质大直径基盘20，在基盘20上环形布置有六个孔，每个孔内装有磁柱21，参见图2。
本实施例中所述外磁耦体旋钮，具有一个不锈钢（或铜质或铝合金等非铁质）旋钮体4，在旋钮体4内侧嵌装有一个磁环8。（或者是在旋钮体4内侧环形布置有若干孔，每个孔内安装有磁柱,同内磁耦体内图2的结构）所述外磁耦体旋钮中的磁环8与内磁耦体中的磁环10，它们的磁极同向布置。（则磁环8与磁环10的相对面磁极相反。）
本实施例中所述为启闭件13配设的轴向导向结构，是在阀体1的过渡腔17中设计轴向滑槽19，在启闭件13上对应滑槽19设计有滑块18，滑块18与滑槽19配合形成轴向导向结构，参见图3。
本实施例中还在进水道16内口布置有密封圈15。并在阀盖2与阀体1之间加装有密封圈3。即构成本发明结构之一。
例2：参见图4，本发明的结构之二，其结构基本同例1，不同的是，为启闭件13配设的轴向导向结构有变化，它是在启闭件13上靠边缘处开设两个轴向导向孔22（或导向槽），而在阀体1的过渡腔17中对应导向孔22（或导向槽）设置两根导向柱23形成轴向导向结构。并且将密封圈15安装在启闭件13的底部。
例3：参见图5、图6，本发明的结构之三，其结构基本同例1，不同的是，为启闭件13配设的轴向导向结构有变化，它是将启闭件13上的凸台12设计成长方形立柱，而在阀体1的过渡腔17中与启闭件13平行布置有导向板24，导向板24上正对凸台12设计有导向孔26，导向孔26与凸台12的截面形状相同，且凸台12穿装在导向孔26中动配合连接，构成轴向导向结构，并且取消密封圈15，而在启闭件13的底部装上密封垫25。
Claims (8)
1.磁耦阀，具有阀体，阀体内设计有进、出水道，进、出水道之间设计有过渡水腔，过渡水腔面对进水道内口的一侧设计为敞口，该敞口配有阀盖，其特征是：所述阀盖为整板式密封压盖，在其中心处内侧开设有盲孔，外侧设计有圆柱凸台；在过渡水腔中正对进水道的内口布置有启闭件，在启闭件中部面对阀盖的一侧设有凸台，凸台上开设有螺纹盲孔，并且为启闭件配设有轴向导向结构；在启闭件与阀盖之间装有一螺杆，螺杆的一端为光杆装在阀盖的盲孔中，螺杆的另一端与启闭件凸台上的螺纹盲孔螺纹连接，且在螺杆上靠近阀盖固定装有一内磁耦体，在阀盖外部配有外磁耦体旋钮，该旋钮的内侧中心处开设有凹孔，该凹孔与阀盖上的圆柱凸台动配合连接。
2.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：所述内磁耦体，具有一个非铁质基盘，在基盘的外部套装有一个磁环，或者是在基盘上环形布置有若干孔，每个孔内装有磁柱。
3.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：所述外磁耦体旋钮，具有一个非铁质旋钮体，在旋钮体内侧嵌装有一个磁环，或者是在旋钮体内侧环形布置有若干孔，每个孔内安装有磁柱；所述外磁耦体旋钮中的磁环或磁柱与内磁耦体中的磁环或磁柱，它们的磁极同向布置。
4.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：所述为启闭件配设的轴向导向结构，是在阀体的过渡腔中设计轴向滑槽，在启闭件上对应滑槽设计有滑块，滑块与滑槽配合形成轴向导向结构。
5.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：所述为启闭件配设的轴向导向结构，是在启闭件上靠边缘处开设至少一个轴向导向孔或导向槽，而在阀体的过渡腔中对应导向孔或导向槽设置导向柱形成轴向导向结构。
6.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：所述为启闭件配设的轴向导向结构，是将启闭件上的凸台设计为多边形立柱，而在阀体的过渡腔中与启闭件平行布置有导向板，导向板上正对凸台设计有导向孔，导向孔与凸台的截面形状相同，且凸台穿装在导向孔中动配合连接，构成轴向导向结构。
7.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：在启闭件的密封端面上布置有密封圈或密封垫，或在进水道内口布置有密封圈。
8.根据权利要求1所述的磁耦阀，其特征是：在阀盖与阀体之间加装有密封圈。
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